机械功及机械功率的计算
1.某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，则人对铅球做的功为（）
D.无法计算
2.放学后，某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家过程中对书包做的功为（）
3．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，不计滑轮、绳子、测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则物体A受到面的摩擦力为N，在2s时间内，拉力F做的功为J。
F
4.一列火车以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车的阻力是9×104N，求这列火车行驶1min火车牵引力做了多少功
5.体育课上同学们进行爬杆比赛，质量为50kg的小刚同学以s的速度匀速爬直立的杆，在爬杆的过程中，他受到的摩擦力为N，爬杆的功率是W。
6.小强同学家住北园小区五楼，放学后，他从一楼到五楼共用了20s，若小强及书包总重为480N，每层楼的高度为3m，则他上楼的功率为W。
7.在2003年中考体育达标“跳绳项目”测试中，小红同学1 min跳了120次，每次跳起的高度约为4cm，若她的质量为50kg，则她跳一次做的功约为J，她跳绳的平均功率约为W。
8.王强同学用20N的水平拉力，经5s把一个重100N的物体沿水平方向匀速拉动了10m，则此物体运动的速度为m/s，物体运动过程中所受的摩擦力大小为N，在这个过程中拉力做的功为J，重力做的功为J，在这段时间内，拉力做功的功率为W。
9.建筑工地上，水泥板质量为1t，起重机在15s内把它提升到4m的高度，起重机提升重物的功率是多少
10.某电梯的轿厢连同乘客的质量为，在10s内从一层上升到七层，如果每层楼高3m，电梯电动机的功率至少是多少
力学考点（13）功和功率和机械效率 考点解读：功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 例题解析： 例1、(★)(06北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ） 解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B 、D 三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A 、B 、D 两图的人都没有对物体做功。 C 图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。 答案：C 例2、 (★★★)(06江苏南通海门)如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F ，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s ，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析：三种情况下拉力做的功就只 需比较拉力的大小和沿拉力方向移 动距离的长短，不要受干扰条件平 面或斜面及向上或向下运动的影 响。本题中这两个因素都相同，所 以做功一样多。 答案：C 例3、(★★★★★)(06北京大纲卷)如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和物体B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，为F 1；当提升物体B 时，小民 对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质 量为50kg 。假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直 向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F 2:F 1= ________ 。 解析：这是一道比例型题，由于小民对地面的压力F 1=G 人-（G A +G 0）/2, 小民 对地面的压力F 2= G 人-（G B +G 0）/2,要求出F 2:F 1必须先解出动滑轮的重G 0。根据 当提升物体A 时，滑轮组的机械效率 %75%100)(%1000 0=+=?+=?=G G G h G G h G W W A A A A 总有A η，可解得G o =300N,然后代 入可求得F 2:F 1=5：1; 例4、(★★★★)(06广东汕头)一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的 盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km 的山项时，耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 解析：(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s ；(2)汽车发动机牵引力做的功 W=FS=4000N ×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 例1图 例2图 例3图
学习重点： 1、功的概念 2、功的两个不可缺少的要素 3、机械功的计算公式 4、功率的概念及其物理意义 知识要点： （一）功的概念 1、定义： 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，物理学中就说力对物体做了功。 2、做功的两个不可缺少的要素： 力和物体在力的方向上发生的位移。（分析一个力是否做功，关键是要看物体在力的方向上是否有位移） （二）功的公式和单位 1、公式： W=F·Scosα 即：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余 弦三者的乘积。 2、功的单位： 在国际单位制中功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号“J” 1J=1N·m（1焦耳=1牛·米） 3、公式的适用条件： F可以是某一个力，也可以是几个力的合力，但F必须为恒力，即大小和方向都不变的力。 4、两种特殊情况：（从A运动到B） （1）力与位移方向相同，即α=0° W=F·S·cos0°=F·S （2）力与位移方向相反，即α=180° W=F·S·cos180°=-F·S 5、公式中各字母的正负取值限制：F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值，α指力和位移之间的夹角，也就是力的方向和位移的方向之间的夹角，α的取值范围是：0°≤α≤180°。 6、参考系的选择： 位移与参考系的选取有关，所以功也与参考系的选取有关。 在中学范围内，计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 （三）正功与负功 1、功的正负完全取决于α的大小： （1）当0°≤α<90°时，cosα>0，W>0，此时力F对物体做正功，该力称为物体的“动力”。 （2）当α=90°时，cosα=0，w=0，此时力F对物体做零功，或称力对物体不做功。 （3）当90°<α≤180°时，cosα<0，W<0，此时力F对物体做负功，或称物体克服力F做功，该力称为物体的“阻力”。 2、功是标量，只有大小、没有方向。功的正负并不表示功有方向。 （四）合力所做的功等于各分力做功的代数和。 即：W合=W1+W2+… （五）功率的概念：
机械效率计算题 一、上拉问题 1．用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉才能将物体匀速拉起？ 2工人利用如所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。 (1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起。 求该滑轮组此时的机械效率。 (2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m， 求拉力F在这一过程中所做的功。 3一个工人用如图11.8.4所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，求（1）有用功，（2）总功，（3）机械效率 4滑轮组将重500N的物体，举高60cm的过程中，机械效率为80％，求（1）此过程中有用功和额外功，（2）若不计滑轮摩擦及拉线的质量，求动滑轮重，（3）当提升重物为400N时，求此时滑轮组的机械效率 5用某滑轮组测其机械效率时，所得的实验数据如下表所列： 求（1）有用功，（2）拉力做的总功，(3)该滑轮组的机械效率（4）画出滑轮组（要求滑轮个数最少）
6某建筑工地用如图9—6—11所示的滑轮组匀速提升重量为l 500N的货物，用600N的力向下拉绳，在30 s内将重物提升了10 m，则： (1)有用功W 1为多少?(2)拉力F做的总功W 2 为多少? (3)滑轮组的机械效率η为多少? (4)拉力F做功的功率P为多大? 7图中，物体G的重为16 N，手拉绳的力为10 N．当物体被匀速向上拉动提高h 时，动滑轮的机械效率为(不考虑摩擦)．若想增大动滑轮的机械效率，可采 用的方法是·(答一种即可) 8如图9—6—20所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图.他做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m，不计绳重及摩擦.请你回答： （1）小明所用的拉力是多少N？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）根据题目所提供的相关信息，还可以求出其它一些物理量.请从中任选两个并加以解答. 9如图9—6—21所示，某矿产工人用200 N 的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面匀速向右运动，在10 s内将矿井里质量为32kg的物体提升4 m。根据题给条件，请你计算出与本题材有关的5个物理量，要求写出简要说明和结果。（g 取10 N / k g） 2．1如图9—21所示， 10（提高题）小马用如图9—6—22滑轮组抬高重5N的小车．若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题： (1)若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大? (2)若考虑动滑动重量，此时弹簧测力计的示数是2．5 N，则该机械效率是多大? (3)当动滑轮总重超过多少时，使用该滑动组提该小车不再省力? 11．某建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图9所示。钢丝绳的拉力F由电动
功和功率的计算 类型1拉力(推力、牵引力、摩擦力等)做功、功率的简单计算 1．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同的牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙() A．牵引力做功之比为2∶3 B．牵引力做功之比为3∶2 C．牵引力的功率之比为1∶1 D．汽车所受的阻力之比为3∶2 2．用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向 上移动的距离s的关系图像如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是() A．F甲>F乙B．F甲＜F乙C．F甲＝F乙D．条件不足，无法判断 3．如图是开瓶器，使用时将螺旋钻头旋进木塞，再用双手按压手把就可将塞子拔除．压完则在5 s 内将瓶塞拔出，若瓶塞长5 cm，瓶塞受到的平均阻力为200 N，整个过程中克服瓶塞的阻 力所做的功________J，其做功的功率为________W. 4．某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观察研究．他们记录了小车 在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像 如图所示．根据图像可知，2～5 s内，小车的平均速度是________m/s；若 小车受到的牵引力为200 N，5～7 s内小车牵引力的功率是________． 5．如图甲所示，一块质量为0.2 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁 性平板上，在竖直方向上拉力F＝3 N的作用下向上运动，铁块运动速度v 与时间t的关系图像如图乙所示．则铁块受到的摩擦力为________N，0～6 s内拉力F做的功是________J．(g取10 N/kg) 类型2重力(或克服重力)做功、功率的简单计算 6．爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼．爷爷的体重是小丽体重的 2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍．若爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做 功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是() A．W1∶W2＝1∶1 B．W1∶W2＝4∶1 C．P1∶P2＝1∶1 D．P1∶P2＝4∶1 7．某九年级同学家住5楼．一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家 里在此过程中，下列估算不合理的是() A．他提鸡蛋的力做的功约为200 J B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3 W C．他爬楼做的功约为6×103 J D．他爬楼做功的功率约为1×103 W 8．如图所示，一个质量为50 kg的人，在10 s内连续向上跳12个台阶，已知每 个台阶的高度为0.2 m，则这个人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg)() A．1 200 W B．10 W C．12 W D．120 W 9．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所 示．若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为 2.7 m，用时约0.75 s．则球下降过程中重力做功为________J，功率为 ________W. 10．青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的2小时内，心脏做功约为________J，用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高________m．(g取10 N/kg) 11．为了迎接体育中考，老师让学生在课间时训练“深蹲跳”．如图所示：体重为50 kg的小明在10 s内做了10个“深蹲跳”，若小明每次“深蹲跳”的高度为10 cm，则小明在10 s内所 做的功为________J，功率为________W．(g取10 N/kg)
1.如图所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m.求： (1)重物受到的拉力大小； (2)拉力F 的功率： (3)动滑轮的机械效率． 2.(咸宁)用如图甲所示的滑轮组提升物体M ，已知被提升的物体M 重为760N ，卷扬机加在绳子自由端的拉力F 将物体M 以0.5m/s 的速度匀速提升到10m 的高度，拉力做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小，求： (1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少？ (2)滑轮组提升重物的机械效率是多少？ (3)动滑轮的重力是多少？ 3.(2016，呼和浩特模拟)某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km ，用时半小时，车的总质量为 3×103 kg ，受到的阻力为车重的110 ，g 取10N/kg.求： (1)该房车的行驶速度． (2)该房车牵引力所做的功． (3)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2 m 3，则热机在这一过程中消耗的总能量是多少？(假设燃油完全燃烧， 燃油密度ρ为0.8×103 kg/m 3，燃油热值q 为4.5×107 J/kg)． (4)若将该房车改装成纯电动汽车，则可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg 汽油排放2.2 kg 二氧化碳降为零．已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160 kW·h ，则该房车的效率为多大？ 4.如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇．它的质量约为1.0×105 kg ，底面积约为500 m 2.求： (1)登陆艇受到的重力是多少？它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ (2)登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少？ (3)若登陆艇用3.0×105 N 的推进力，以20 m/s 的航速行驶10 min ，则登陆艇的功率是多少？ 5.(呼和浩特)已知斜面倾角为30°，斜面高为2 m ．小兵同学用绳子沿斜面将重为400 N 的木箱由斜面底端匀速拉到顶端．拉力大小为300 N ，绳重不计．求： (1)小兵对木箱做的有用功．
2.质量为 2t的汽车，发动机的牵引力功率为30kw，在水平的公路上，能达到的最大速度为 15m/s，当汽车的速度为 10m/s 时的加速度为( ) A.0.5m/s2 B.1 m/s2 C.1.5 m/s2 D.2 m/s2 3．一物体沿直线运动，其v-t图象如图 2所示， 则( ) A．从第 1s末到第 2s末，合外力做功为 2W B．从第 3s末到第 5s末，合外力做功为－W C．从第 5s末到第 7s末，合外力做功为W D．从第 3s末到第 7s末，合外力做功为W 知在第 1s 内合外力对物体做的功为W，v/m·s-1
1．起重机竖直吊起质量为 m 的重物，上升的加速度是α，上升的高度是 h ，则起重机对货物所做的功是。 [ ] A ．mgh B ．m αh C ． m （g ＋α）h D ．m （g-α）h 1.以初速度v 0水平抛出一个质量为 m 的物体，当物体的速度为 v 时，重力做功的瞬时功率为 ( ) A ．mg v C ．mg (v －v 0) 3．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为 h ，空气阻力的大小恒为 F f ，则从抛出 B ．mg v 0 D ．mg v 2－v 20
点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 A．0 B．－F f h C．－2F f h D．－4F f h 5.关于摩擦力做功的说法中不正确的是( ) A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B．静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功 C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等于零 10.如图 4 所示，光滑水平地面静止放着质量m＝10 kg 的木箱，与水平方向成θ＝60°的恒力F作用于物
《功、功率和机械效率》专题复习课教案 「、复习课教学目标： 1、通过知识要点复习和习题练习，理解功(有用功、总功、额外功)、功率和机械效率的概念。 2、理解公式W=FS、P=W/t=Fv和n =爲有｝=段=岸，并会运用它们；学会用其它知识(如 P=UI、W=mgh= p gvh、力的分析等)与本部分知识结合的综合解题能力。 3、熟悉这些年这部分知识的升学试题的特点，了解出题方向，掌握基本的解题思路，提高应试能力。 4、锻炼克服困难的能力和意志，磨练出解题意志和心理承受能力。 【、复习知识要点： 1、功： (1)做功的两个必要条件：物体受到力的作用，物体在力的方向上移动了距离。 (2)做功的实质：使物体的动能、势能或内能发生了变化。 (3)功的公式：W=FS 公式中的单位要求：此略 (4)对功的适应性练习(以下内容在复习时插入讲课中，不需要停下课操作): A、判断是否做功问题： a、用50N的拉力拉物体，物体不动。答：_________ 。 b、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。答：_________ 。 c、小明满头大汗地举着杠铃，一动也不动。答：_____________ 。 d、搬起一块石头。答：_______________ 。 e、用水平方向的力把桌子推动了。答：_____________ 。 B、判断做功的力问题： a、重为50N的物体在15N的水平拉力作用下，匀速水平运动。 b、足球在球场上快速运动，最后停了下来。 c、重为20N的物体在15N的竖直向上的拉力作用下，下降了2米，落回地面。 C、简单计算题： a、物体甲重为20N，在15N的水平推力作用下，匀速前进了2米。推力做的功为 J;重力做的功为___________ J。 b、物体甲、乙的质量之比为2:3，在分别受到30N和50N的拉力作用下，均沿着水平 地面匀速运动，所前进的距离之比是5: 3，则拉力对它们做的功的是—。 (5)功的原理：适用任何机械都不省功(但可以省力) 。 2、机械效率 (1)有用功：对我们是有用的，是我们所需要的功。用W有用表示。 (2)额外功：在对物体做功时，由于摩擦等原因额外增加的功，是不得不做的功。 符号：W额外。 (3)总功：W总=W有用+ W额外 (4)机械效率：n = W W有^ 机械效率总是小于1的原因：略 总 (5)斜面的效率：n =腎
功和功率 计算题 1、一辆汽车以20米/秒的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力是8×103牛，发动机在5分钟内做了多少功？ 2、某人用水平推力将重600牛的物体在4分钟内沿水平面推行550米，做了6.6×104焦的功。求：人的推力 3、起重机一0.5米/秒的速度匀速提升某一物体，在2分钟内做了5.88×105焦功，求：被提升物体的质量。 4、如图10所示，是某举重运动员在0.5秒内由支撑到起立将杠铃举起的过程中拍摄的两张照片，由照片和表格中所提供的信息，求：（1）运动员由支撑到起立过程中对杠铃所 做的功；（2 5一辆电力机车的功率是5.5×103千瓦，以20米/秒的速度沿直线匀速行驶1小时。求： （1） 电力机车行驶的距离 （2） 电力机车做的功 （3） 电力机车的牵引力 6、一部塔式起重机的功率为7.5千瓦，在1分钟内能把多少质量的建筑材料匀 图10
速送到50米高处？ 7、一辆匀速行驶的汽车，车重1.0×104牛，速度72千米/小时，受到的阻力是2.5×103牛，求：（1）30分钟内汽车行驶的路程。（2）汽车的功率 8、一台水泵的功率是 10千瓦，他在5秒内可以做多少功？这些功可以把多少千克的水抽到16米高处？ 9、一辆汽车在1分40秒内，在平直公路上匀速行驶了1000米，汽车发动机的功率3×104瓦，求：（1）汽车在这段路程中所做的功；（2）汽车行驶是汽车发动机对汽车的牵引力。 10、木工用49牛的拉力锯木块，每拉一次行程为0.5米，每拉一次行程锯入木块2毫米，如果他在40秒内把一块20厘米厚的木块锯断，求：（1）木工对锯做的功；（2）木工的功率。 11、某建筑工地上的起重机要将1×104牛顿重的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为 10米，所用时间为50秒，求： （1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力；
简单机械、功和功率测试题及答案 学校:＿＿_____＿___姓名：___＿_＿__＿＿_班级：_______＿___考号：__＿___＿_＿ __ 一、选择题(每题2分） 1.图中所示的简单机械，在使用中属于省力杠杆的是 2．升国旗的旗杆顶端有个重要的装置是（） Ａ.定滑轮 B.动滑轮C．滑轮组 D.省力杠杆 ３.图中四个机械属于费力机械的是 A．动滑轮Ｂ．订书机 C．灭火器手柄D．镊子 ４.如图所示，足球以初速度ｖ沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球（) A.在b、ｄ两点动能相等 B.在 a、d 两点动能相等 C．从ｂ到 c 的过程机械能减少 D.从 c 到 d 的过程重力势能减少 ５．小明学了物理知识后，对图中钢丝钳的构造和外形设计,做了以下分析,其中分析错误的是（） A．钳把上的花纹主要是为了美观 B.钳把用塑料制成,可以防止触电C.钢丝钳是省力杠杆 D．钳口较细是为了增大压强6．如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是( ) A.?瓶起子 B. 镊子?
C. 钢丝钳子Ｄ.?剪纸剪刀 ７．玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中,下列关于做功的说法中正确的是 A. 对桶所做的功是有用功 B. 对水所做的功是额外功 C. 对水所做的功是有用功 D. 对水所做的功是总功 8．在图17中,要将一圆柱体重物推上台阶, 最小的作用力应是（） Ａ．Ｆ1 B．F２ C．Ｆ3 D.F4 9．如图所示是正在工作的挖掘机,下列说法错误的是( ) Ａ.机械臂A被液面压杆撑起时，相当于省力杠杆 B．挖掘机的两条履带，可以减小挖掘机对地面的压强 Ｃ．挖掘臂水平转动时,挖掘铲内土的重力没有做功 D．挖掘铲的前端做成齿状,是为了增大压强 １０．如图所示，小刚对子弹击穿木板靶心前后,子弹能量变化的问题进行了思考，有以下四点看法： ①动能减少，是因为有部分机械能转化成内能 ②动能减少,是因为子弹的机械能增加了 ③动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功 ④动能减少,是因为子弹的机械能不变 你认为他的看法中，正确的是 A.①②B．②③Ｃ.①③ D．③④ 1１．下面四幅图描述的情景中属于动能转化为重力势能的是( ) A. 小刚用弹弓上行变的橡皮条将 “子弹”弹射出去
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改 例１.如图所示，小球重2N，从斜面顶端Ａ处滚下，到达底端 Ｂ处后又沿水平面ＢＣ滚动。已知AB = BC=5ｍ，ＢＤ= ４ｍ，求小球在Ａ到Ｂ过程中和Ｂ到Ｃ过程中，重力做的 功各是多少？ 例2.举重运动员在２s内将100 kg的杠铃举高2ｍ，在这段时间内运动员做功的功率是多少？如果他举起杠铃后又在空中停留了３s，则运动员在５s内做功的功率是多少？ 例3.如图所示，一个小孩站在船头，两种情况下小孩用同样大小的力拉绳，经过相同时间（船未碰撞），小孩所做的功W1、W2及时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为（） （A）W1＞W2, P1=P2 （B）W1=W2, P1=P2 （C）W1＜W2, P1＜P2 （D）W1＜W2, P1=P 2
例4.两台起重机分别匀速提升Ａ、Ｂ两重物，已知物重G A=2G B，提升高度之比h A:h B=1:3,所用时间之比t A:t B=2:1,，则两台起重机的功率之比是（） （A）1:3 （B）4:3 （C）1:12 （D）3:1 例5.某公寓楼需在1h内将50m3水抽到36m高的楼顶水箱中，则该楼需选择功率至少是多少kW的水泵？（g取l0 N/kg） 例6.一个人用水平推力推着一个重1000N的货箱沿水平面匀速移动，若货箱所受的阻力是其自身重力的0.5倍，当推过30m的距离时，做的功是多少？若所用时间为1min，则该人做功的功率是多少？ 练习题 1．一拖拉机以相同的功率在甲、乙两块地上耕作，在甲地上前进800 m用2 min ,在乙地上前进600 m用1.5 min,则此拖拉机在甲、乙两地耕作时受到的阻力之比为（）
第七章 机械能——功和功率 一、选择题 1、如图1所示，用力拉一质量为m 的物体，使它沿水平匀速移动距离s ，若物体和地面间的摩擦因数为μ，则此力对物体做的功为（ ） A ．μmgs B ．μmgs/（cos α+μsin α） C ．μmgs/（cos α-μsin α） D ．μmgscos α/（cos α+μsin α） 2、如图2所示，质量为m 的物块始终固定在倾角为θ的斜面上，下列说法中正确的是（ ） A ．若斜面向右匀速移动距离s ，斜面对物块没有做功 B ．若斜面向上匀速移动距离s ，斜面对物块做功mgs C ．若斜面向左以加速度a 移动距离s ，斜面对物块做功mas D ．若斜面向下以加速度a 移动距离s ，斜面对物块做功m （g+a ）s 3、从空中以40 m/s 的初速平抛一个重力为10 N 的物体，物体在空中运动3 s 落地，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则物体落地时重力的即时功率为( ) A ．400 W B ．300 W C ．500 W D ．700 W 4、如图3所示，质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F 向右推劈，使P 与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s 的过程中，劈对P 做的功为( ) 图3 A ．F ·s B ．mg sin θ·s /2 C ．mg cos θ·s D ．mg tan θ·s 5、质量为m 的汽车发动机的功率恒为P ，摩擦阻力恒为f ，牵引力为F ．汽车由静止开始，经过时间t 行驶了位移s 时，速度达到最大值v m ，则发动机所做的功为( ) A ．Pt B ．fv m t C ．221m mv ＋fs D ．m v Ps f m P 222 E ．Fs 二、填空题 6、如图4所示，木板质量为M ，长为L ，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m 的小木块相连，M 与m 之间的动摩擦因数为，现用水平向右的力F 将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是______． 图4 7、如图5所示，人拉着细绳的一端由A 走到B ，使质量为m 的物体 匀速上升。已知A 、B 两点间的水平距离为s ，细线与水平方向的夹角 已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功______． 图5 s A 图1 图2
2、质量为2t 得汽车，发动机得牵引力功率为30kw,在水平得公路上，能达到得最大速度为15ｍ／s ，当汽车得速度为１０m ／s 时得加速度为( ） Ａ.0。5m/ｓ２ B 。１ m ／s ２ C 、１。5 ｍ/s ２ D.2 m/s ２ 3.一物体沿直线运动,其v -t 图象如图2所示，已知在第1ｓ内合外力对物体做得功为W ， 则（ ） A.从第1s 末到第2s 末，合外力做功为2W B.从第３s 末到第5s 末,合外力做功为—W C 。从第5s 末到第7s 末,合外力做功为Ｗ D ．从第3s 末到第7s 末,合外力做功为Ｗ 1．起重机竖直吊起质量为m 得重物，上升得加速度就是α,上升得高度就是h,则起重机对货物所做得功就是。[ ] Ａ。mgh B 。ｍαh C 。m(ｇ+α）h D 。m （g-α）h 1、以初速度v 0水平抛出一个质量为m 得物体,当物体得速度为v 时,重力做功得瞬时功率为 ( ) A 。mg ｖ ? ? ? ??B.m ｇv 0 C 。mg (v －v ０） ??? Ｄ。ｍｇ错误! ３.以一定得初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升得最大高度为h ，空气阻力得大小恒为Ｆf ，则从抛出点至落回到原出发点得过程中,空气阻力对小球做得功为 （ ） A ．0 ??Ｂ.－Ｆf h C 。—２F f h ?D ．－４F f ｈ 5、关于摩擦力做功得说法中不正确得就是 （ ） A 。滑动摩擦力阻碍物体得相对运动，一定做负功 B.静摩擦力起着阻碍物体得相对运动趋势得作用，一定不做功 C 。静摩擦力与滑动摩擦力一定都做负功 D.系统内两物体间相互作用得一对摩擦力做功得总与恒等于零 v -v
机械功和功率的计算 专题
功和功率的计算专题 34、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求： （1）物体由井底升至井口工人所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）物体上升过程中工人做功的功率。 36、一块水田面积为1800m2要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的质量为多少kg？（ρ水＝1.0×103kg/m3） （2）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的(提示：抽水实际上就是利用水泵将水提升一定高度)，水泵对水做了多少J的功？ （3）若水泵的功率为 2kW，抽这些水要用多长时间？ 37、如图所示，利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F做功的功率为 1250W．求在此过程中：
（1）拉力F做功多少？ （2）拉力F的大小为多少？ （3）滑轮组的机械效率为多少？ 38、有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10﹣3m3，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．（ g=10N/kg） （1）该物体的密度是多大？ （2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？ （3）该定滑轮的机械效率是多大？ 40、（4分）五一假期，小明全家驾车从高淳到南京游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．
轿车质量（kg）1050 车轮与地面接触总面积 0.15 （m2） 高淳到南京距离（km）100 预设行车速度（km/h）90 行驶l km耗油量（g）50 匀速行驶时受到的阻力（N）2000 （1）（2分）匀速行驶lkm牵引力所做的功． （2）（2分）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=4.6×107/kg）． 41、今年国庆期间，小佳坐着他家的小汽车匀速行驶了144km，用时2h，消耗汽油9kg，发动机的牵引力为1000N。求： （1）小汽车的速度和发动机的功率。 （2）汽车匀速行驶时牵引力做的功。 （3）汽车发动机的效率。（=4.6×107J/kg） 42、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，若轿车行驶过程中所受到的阻力为1600N，轿车上的速度表如图所示.求：
专题十 功、功率、机械效率的计算 一、内容解读： （一）功 1、做功的两个因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 2、功的计算公式W Fs =，其中F 代表作用在物体的力，s 代表物体在力的方向上移动的距离，功的单位是J 。 （二）功率 1、单位时间是完成的功，叫做功率，它是反映机械做功快慢的物理量。 2、计算公式：功率=功时间，即t ＷＰ＝将它变形得到两个变形公式。 W W Pt t P ==和，可分别求功和时间。功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W ，常用单位还有kW ，叫千瓦，它与W 之间的换算关系为1kW=103W 3、对公式W P t = 的分析 根据W P t =可知，当P 一定时，W 与t 成正比。换句话说，使用功率相同的机械，做功时间长的做的功就多。 当W 一定时，P 与t 成反比。换句话说，做相同的功时，时间用得少的机械的功率大。 当t 一定时，W 与P 成正比。换句话说，做功时间相同时，功率大的那台机械做的功就多。 （三）机械效率 1、机械效率被定义为：有用功与总功的比值，用希腊字母“η”表示。 100W η=?有用 总Ｗ﹪ 2、滑轮组机械效率的计算 100%%n η??总有用Gh ＧＷ＝Ｇh,W =Fs,=＝Fs Ｆ，其中G 为提升的物重，h 为物体升高的高度，F 为施加在绳子自由端拉力，s 为绳子自由端移动的距离，n 为吊起动滑轮绳子的段数。若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为： 100G η=?+物 动物％ＧＧ 3、斜面的机械效率 100%η?Ｇh ＝FJ ，其中G 为沿斜面向上推的物体受到的重力，h 为斜面的高，1为斜面的长，F 为沿斜面向上的推力 4、其他机械的机械效率 100W η=输出输入＝％Ｗ
力，功，功率之间的计算 功率 功率表征作功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率，用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。 功率（英语：power）是单位时间内做功的大小或能量转换的大小。若是在时间内所做的功，这段时间内的平均功率由下式给出：瞬时功率是指时间趋近于0时的平均功率：在讨论能量转换问题时，有时用字母代替。 功率Power 表示做功快慢程度的物理量。做功的量与做功所用时间之比称为功率，它在数值上等于单位时间内所做的功，用P表示。若在时间间隔dt内作功dA，则功率为故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。 计算公式 功率可分为电功率，力的功率等。故计算公式也有所不同。 电功率计算公式：P=W/t =UI，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到： P=I*IR=(U*U)/R 在动力学中：功率计算公式：P=W/t（平均功率）；P=Fvcosa（瞬时功率） 因为W=F（f 力）×S（s位移）（功的定义式），所以求功率的公式也可推导出P=F·v （当v表示平均速度时求出的功率为相应过程的平均功率，当v表示瞬时速度时求出的功率为相应状态的瞬时功率）。 公式中的P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是W。 W表示功。单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是J。 T表示时间，单位是“秒”，符号是"s"。
力的功率为p=w/t 提升物体做功公式：W有= Gh = mgh 单位 P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是“W”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。“t”表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。 功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高，常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力（PS）或千瓦（kW）来表示，1马力等于0.735千瓦。1W=1J/s 关于力的计算公式 ⒈力(F):力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。 力的单位:牛顿(N)。 测量力的仪器:测力计;实验室使用弹簧测力计。
4.2 机械功 一、功 1、定义：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简 称做了功。 2、机械功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 必要！一个都不能少！ 3、认识几种不做功的情况： （1）有力，但是在力的方向上通过的距离为零——劳而无功； （2）有距离，但是在运动方向上物理没有力的作用-惯性——不劳无功； （3）有力，也有距离，但是力和运动方向是相互垂直的——垂直无功； 例：判断下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功： a)人用力提放在地上的皮箱，但是没有提起。 b)人再次用力，把皮箱提起 c)人用力提着皮箱站在原地不动 d)人把箱子放在电梯上，一起随电梯上升 e)人提着箱子在水平路面上匀速前进了50m f)人提着箱子上楼 4、功的大小计算 功的计算公式W=Fs （s必须是在力F的方向上移动的距离）；单位：焦耳 应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； ②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 例1：关于功的概念，下列说法中正确的是 （） A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小 C．力对物体不做功，说明物体一定无位移 D．功的大小是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的 例2：一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关 系说法正确的是（） A． W1＜W2＜W3 B． W1＜W2=W3 C． W1=W2=W3 D． W1=W2＜W3 例3：放学后，某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约每层高3m的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为多少
A ． 用瓶起子 开瓶盖 B ．用镊子 夹取砝码 C ．用羊角锤 拔钉子 D ．用动滑轮 提升重物 图1 简单机械，功和机械效率 一、杠杆 1．图1中的四种简单机械,在使用时费力的是（ ）。 2．支点到动力作用线的距离叫__________ ，支点到___ __距离叫阻力臂。 3．如图3所示，画出拉力F 对支点O 的力臂L 。 4．如图 4所示为“研究杠杆平衡的条件”的实验装置。实验时，应先向________调节杠杆两端的平衡螺母（选填“左”或“右”），使杠杆在____________位置保持平衡，以方便 5量一个物体的质量码移至标尺的左端零刻线处。他发现天平指针位置如图5甲所示，此时，小军应该将平 衡螺母向_____侧调节（选填：“左”或“右” ）。 6．某同学在探究“杠杆的平衡条件”时，使用的杠杆如 F 图3 图5 图4
图6所示： （1）实验前，首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水 平位置处于平衡状态； （2）如果在杠杆的A处挂2个相同的钩码，则在B处要挂________个同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡； （3）如果在杠杆的A处挂6N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数至少为__________N；弹簧测力计作用方向是__________。 （不计重力对弹簧测力计的影响） 7．如图22所示，一根长1.2ｍ的杠杆平衡时，左右 两端所挂物体受到的重力之比为G A∶G B=5∶3， 则力臂OA=____ __m。 8．小明用圆柱形水杯、直尺和一些币值相同的硬币等材料做实验，验证杠杆的平衡条件。 他先把直尺放在圆柱形水杯上，左右移动直尺，使其如图11（甲）所示在水平位置平衡。 然后在直尺两侧放不同数量的硬币，并调节硬币位置，使直尺如图11（乙）所示，在水平位置再次平衡。小明在乙图中标出了力臂L1、L2的大小。据此，小明能得出杠杆的平衡条件吗？答：__________。 9.在实验室中，小岗想用一个弹簧测力计称量一根不均匀的铁杆的重力。第一次尝试时，发现铁杆的重力大于测力计的最大测量值。于是他把铁杆平放在实验桌上，用测力计钩住铁杆的一端，沿竖直方向向上拉，使其稍稍离开桌面，此时测力计的示数为F1；用同样的方法稍稍拉起铁杆的另一端时，测力计的示数为F2。由此可知，铁杆受到的重力G________ F1＋F2（填“＞”、“＝”或“＜”）。 10．如图25（A）所示，密度为5×103kg/m3，边长分别为l＝2cm、h＝3cm、d＝5cm的合金块甲挂在轻质杠杆的A点，在杠杆另一侧的B点挂石块乙，杠杆在水平位置静止如图25（B）所示把甲放在水平的桌面上，石块乙从原来的位置B向左移动到C点且BC之间的距离是OB的五分之一，杠杆又一次平衡。 求：⑴合金块甲受到的重力； ⑵杠杆第二次平衡时，甲对桌面的最小压强。
功功率机械效率的综合计算 1．(2015，考感 )如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深 12 m， 3 4 3 物体重 G＝6×10 N，汽车重 G 车＝ 3× 10 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝× 10 N，汽车受到的阻力为车重的 倍。求： (1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功 (2)滑轮组的机械效率为多少(保留一位小数 ) (3)若汽车运动的速度为 3 m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间 (4)汽车牵引力为多少牵引力的功率为多少 3 4 解： (1)n＝ 3， s＝ 3h＝ 3×12 m＝ 36 m ， W＝ Fs＝×10 N × 36 m＝× 10 J W 有Gh 3 6× 10 N (2) η＝W总＝Fs＝3××310N ≈% 1 1 h ＝12 m ＝ 12 s 3 4 3 (3)v 物＝ v 车＝× 3 m/s＝ 1 m/s，t ＝ 1 m/s (4)F 牵＝ F＋f ＝ F＋车＝×10 N＋× 3× 10N＝× 10 N，P 3 3 物 v 3 4 ＝ F 牵·v车＝×10 N ×3 m/s＝× 10 W 2．(2015 ，陕西 )如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离如图所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N。此斜面的长为这箱货物重为1500 N。s 与时间 t 的关系5 m ，高为 1 m， (1)0～5 s 内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J。 (2)5～30 s 内，这箱货物运动的速度是多少拉力做功的功率是多大 (3)该斜面的机械效率是多少 解： (1)静止0 (2) 这箱货物运动的速度v＝ s＝ 5 m＝ t 25 s m/s ，拉力做的功W＝Fs＝594 N×5 m＝ 2970 J， 拉力做功的功率P＝ W＝ 2970 J＝ W (3) 对这箱货物做的有用功W 有＝Gh＝1500 N×1 m＝ 1500 J，拉力做的t 25 s
一、功和功率 1、功的计算 （1）、恒力做功的计算：αcos Fl W =，F 为恒力，l 是F 的作用点相对于地的位移，α是F 和l 间的夹角。 （2）、变力做功的计算：○ 1把变力做功转化为恒力做功求解○2用动能定理求解○3用图像法求解。 （3）总功的计算 2、功率的计算 瞬时功率αcos Fv P = 平均功率t W P = 题型1、如图，水平传送带两端点A 、B 间的距离为L ，传送带开始时处于静止状态．把一个小物体放到右端的A 点，某人用恒定的水平力F 使小物体以速度v 1匀速滑到左端的B 点，拉力F 所做的功为W 1、功率为P 1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q 1．随后让传送带以v 2的速度匀速运动，此人仍然用相同的水平力恒定F 拉物体，使它以相对传送带为v 1的速度匀速从A 滑行到B ，这一过程中，拉力F 所做的功为W 2、功率为P 2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为 Q 2．下列关系中正确的是（ ） A 、W 1=W 2，P 1＜P 2，Q 1=Q 2 B ．W 1=W 2，P 1＜P 2，Q 1＞Q 2 C ．W 1＞W 2，P 1=P 2，Q 1＞Q 2 D ．W 1＞W 2，P 1=P 2，Q 1=Q 2 题型2、如图所示，质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数为k 的轻弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 都处于静止状态．现用手通过细绳缓慢地将A 向上提升距离L 1时，B 刚要离开地面，此过程手做功W 1、手做功的平均功率为P 1；若将A 加速向上拉起，A 上升的距离为L 2时，B 刚要离开地面，此过程手做功W 2、手做功的平均功率为P 1．假设弹簧一直在弹 性限度范围内，则 A ．k mg L L = =21 B ．k mg L L 212=> C ．W 2 ＞ W 1 D ．P 2＜ P 1 二、机车的启动问题 题型3、某列车发动机的额定功率为KW 4 102.1?，列车的质量为Kg 5 100.1?，列车在水 平轨道上行驶时，阻力是车重的0.1倍，2 /10s m g =。 （1）若列车保持额定功率从静止启动，则列车能达到的最大速度是多少？ （2）若列车从静止开始以0.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动，则这段过程能维持多长时间？6s 末列车的瞬时功率多大？ （3）如果列车保持额定功率行驶，当列车在水平轨道上行驶速度为10m/s 时，列车的加速度为多少？